抗體藥物偶聯(lián)物(antibody-drug conjugate，ADC)是通過(guò)一個(gè)化學(xué)鏈接將具有生物活性的小分子藥物連接到單抗上，單抗作為載體將小分子藥物靶向運(yùn)輸?shù)侥繕?biāo)細(xì)胞中，目前應(yīng)用最廣的是針對(duì)腫瘤細(xì)胞的遞送。利用小分子藥物的細(xì)胞毒性殺死腫瘤細(xì)胞是許多化療藥物的機(jī)制，然而為了追求更好的治療效果，小分子藥物的細(xì)胞毒性往往很強(qiáng)。由于選擇性不足，導(dǎo)致對(duì)于正常細(xì)胞也存在著殺傷，進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)機(jī)體的傷害。最大耐受量和最小有效劑量之間的劑量范圍即為治療窗，藥物選擇性的不足導(dǎo)致治療窗變得狹窄，這給臨床用藥帶來(lái)了不便。

提高藥物的選擇性，是拓展治療窗的一個(gè)手段?？贵w是一類(lèi)具有特殊親和力的蛋白，利用其對(duì)靶細(xì)胞特異性的結(jié)合，有望作為藥物靶向遞送的載體，進(jìn)而提高藥物的選擇性。

圖1  藥物治療窗示意圖

    輝瑞旗下的Mylotarg（gemtuzumab ozogamicin）是首款得到美國(guó)FDA批準(zhǔn)，用于治療表達(dá)CD33抗原的新診斷急性骨髓性白血?。ˋML）成人患者的抗體藥物偶聯(lián)物。Mylotarg含有可以靶向CD33的單克隆抗體和與之連接的細(xì)胞毒素卡其霉素（calicheamicin）。CD33是一種在成髓細(xì)胞表面表達(dá)的抗原，在多達(dá)90%的AML患者中都存在。Mylotarg通過(guò)與CD33抗原結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞的靶向效應(yīng)。該類(lèi)藥物的成功上市證明了抗體藥物偶聯(lián)物作為藥物的可能性與廣泛應(yīng)用前景。

圖2  Mylotarg結(jié)構(gòu)式 （來(lái)源：adcreview.com）

對(duì)抗體進(jìn)行藥物偶聯(lián)時(shí)，往往使用帶有特殊側(cè)鏈的氨基酸作為反應(yīng)位點(diǎn)。其中以半胱氨酸和賴(lài)氨酸為最多。半胱氨酸在抗體中以二硫鍵的形式存在，因此需要對(duì)其進(jìn)行還原為自由巰基進(jìn)行下一步反應(yīng)。其中在抗體（IgG）鏈間有4對(duì)二硫鍵，比較容易被還原。而在抗體鏈內(nèi)，有12對(duì)二硫鍵，較難被還原。賴(lài)氨酸則廣泛分布于抗體結(jié)構(gòu)域，大約有86個(gè)賴(lài)氨酸殘基，其中有大約20個(gè)賴(lài)氨酸殘基可作為連接位點(diǎn)。除選擇氨基酸殘基外，選取保守糖基化的多糖作為修飾位點(diǎn)也是可行的。

圖3  半胱氨酸，賴(lài)氨酸結(jié)構(gòu)及在抗體（IgG）位置

    連接基團(tuán)的基本要求是穩(wěn)定性，主要是在水環(huán)境和體內(nèi)環(huán)境中的穩(wěn)定性。該類(lèi)偶聯(lián)物在體循環(huán)中不能發(fā)生降解，以避免藥效的降低和副反應(yīng)的發(fā)生。另外連接基團(tuán)還能夠在一定條件下被降解，以完成藥物的釋放。

（1）形成酰胺鍵類(lèi)連接基團(tuán)：該類(lèi)連接基團(tuán)在反應(yīng)后形成酰胺鍵，完成對(duì)藥物和抗體的偶聯(lián)。酰胺鍵的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)比較簡(jiǎn)單，且形成的偶聯(lián)物比較穩(wěn)定，不易在體循環(huán)中斷裂，因此可以擴(kuò)大治療窗提高機(jī)體對(duì)藥物的耐受性。然而缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)，即偶聯(lián)物對(duì)大多數(shù)條件均穩(wěn)定，導(dǎo)致藥物釋放機(jī)制單一，往往只能依賴(lài)溶酶體進(jìn)行降解，難以設(shè)計(jì)復(fù)雜的遞送策略。

圖4  形成酰胺鍵的連接基團(tuán)

（2）形成腙的連接基團(tuán)：在反應(yīng)后形成腙，完成對(duì)藥物和抗體的偶聯(lián)。腙可以在酸性條件下水解，由于人體體循環(huán)中pH值接近中性，故該類(lèi)偶聯(lián)物在血漿中穩(wěn)定。而腫瘤微環(huán)境和腫瘤細(xì)胞內(nèi)部酸性較強(qiáng)，則藥物可被釋放。例如藥物BR96-Doxorubicin的設(shè)計(jì)即使基于此原理。然而其缺點(diǎn)是腙不夠穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生在血液中的釋放。這種在病灶范圍之外的藥物釋放是有害的，會(huì)導(dǎo)致藥物不耐受和免疫反應(yīng)，因此使用這類(lèi)連接基團(tuán)時(shí)，對(duì)于安全性評(píng)估應(yīng)格外慎重。

圖5  形成腙的連接基團(tuán)

（3）形成二硫鍵的連接基團(tuán)：二硫鍵形成后完成對(duì)藥物的偶聯(lián)，二硫鍵在一般條件下穩(wěn)定，在體循環(huán)中不會(huì)斷裂。而由于腫瘤內(nèi)部谷胱甘肽還原系統(tǒng)還原型谷胱甘肽達(dá)到正常細(xì)胞胞漿中的1000倍，因此在腫瘤細(xì)胞中可以斷裂，完成藥物釋放。另外腫瘤細(xì)胞也含有蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶家族中的酶，也可以促進(jìn)二硫鍵的斷裂。使用這一策略，可以實(shí)現(xiàn)偶聯(lián)物的可控?cái)嗔眩M(jìn)而實(shí)現(xiàn)藥物的靶向遞送。

圖6  形成二硫鍵的連接基團(tuán)

（4）使用短肽作為連接基團(tuán)：基于多肽的連接基團(tuán)被設(shè)計(jì)為在體循環(huán)中保持偶聯(lián)物穩(wěn)定性，并且使得細(xì)胞毒性藥物可以在特定的酶切割下被釋放出來(lái)。由于可以設(shè)計(jì)出不同功能的序列，因此可以針對(duì)pH穩(wěn)定，針對(duì)一些酶穩(wěn)定，而只對(duì)特定酶（例如組織蛋白酶B）敏感。進(jìn)而完成藥物在特定細(xì)胞的靶向釋放。

圖7  引入短肽作為連接基團(tuán)

單抗作為載體將小分子藥物靶向運(yùn)輸?shù)侥繕?biāo)細(xì)胞中，可以提高小分子藥物對(duì)不同細(xì)胞的選擇性，進(jìn)而拓展治療窗。因此抗體藥物偶聯(lián)物是一類(lèi)在腫瘤治療中非常有用的藥物，在構(gòu)建這類(lèi)偶聯(lián)物時(shí)，除了關(guān)注小分子藥物本身，單抗種類(lèi)的選擇，也應(yīng)關(guān)注到連接基團(tuán)的選擇。其主要思路是通過(guò)合理的斷裂策略實(shí)現(xiàn)藥物的靶向遞送，進(jìn)而提高治療效果。不同連接基團(tuán)和不同連接位點(diǎn)的選擇可以實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物遞送方式的設(shè)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同的治療效果。在設(shè)計(jì)這類(lèi)連接基團(tuán)時(shí)，應(yīng)充分考慮其化學(xué)性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)，使得設(shè)計(jì)出的連接基團(tuán)能夠適應(yīng)臨床治療的需要。

參考文獻(xiàn)

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